質譜儀原理如圖所示,a為粒子加速器,電壓為U1;b為速度選擇器,磁場與電場正交,磁感應強度為B1,板間距離為d...
問題詳情:
質譜儀原理如圖所示,a為粒子加速器,電壓為U1;b為速度選擇器,磁場與電場正交,磁感應強度為B1,板間距離為d;c為偏轉分離器,磁感應強度為B2.今有一質量為m、電荷量為e的正粒子(不計重力),經加速後,該粒子恰能通過速度選擇器,粒子進入分離器後做勻速圓周運動.求:
(1)粒子的速度v為多少?
(2)速度選擇器的電壓U2為多少?
(3)粒子在B2磁場中做勻速圓周運動的半徑R為多大?
【回答】
(1) (2)B1d (3)
【詳解】
解: (1)在電場中,粒子被加速電場U1加速,由動能定理有:
解得粒子的速度:
(2)在速度選擇器中,粒子受的電場力和洛倫茲力大小相等,則有:
解得速度選擇器的電壓:
(3)在磁場中,粒子受洛倫茲力作用而做圓周運動,則有:
解得半徑:
知識點:質譜儀與迴旋加速器
題型:解答題